周庆国
中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州
摘要：在建设水利工程的过程中，选用的施工技术以及施工水平的高低，都会对水利工程项目的建设质量和复杂的边坡施工产生影响，尤其是对于边坡施工而言，为了能够全面保障施工安全，就需要确保边坡开挖支护技术水平。施工人员在建设水利工程施工作业的时候，必须详细了解支护技术和边坡开挖技术，严格按照施工现场的实际情况认真落实每一环节的施工作业，将水利工程建设中边坡支护技术的优势充分发挥出来，从而确保施工工期、降低施工成本、进一步提高工程项目的建设质量，最大限度保障水利工程项目的建设效益。鉴于此，本文就水利施工过程中边坡开挖支护技术的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：水利工程；边坡开挖；支护施工
1.引言
边坡开挖之后支护技术在水利工程施工中是一项保护和加固周边环境的重要技术措施，同时也是提供安全的建设环境和确保工程项目建设质量的关键。水利工程施工作业的开展，应该合理使用边坡支护技术。除此之外，由于水利工程项目的施工质量以及事故安全会受到很多因素的影响，因此，在实际落实工程项目建设和施工作业的过程中，必须要对各影响因素进行全面分析，以此来强化工程项目施工质量、保障施工安全。由此可见，在工程项目的建设时期，必须要对影响因素进行全面分析，以此来强化工程项目施工方案的可行性和科学性，尽可能避免质量隐患和安全问题的出现，增强水利工程项目的实施效果。将边坡支护技术应用于水利工程施工过程中，能够起到强化工程项目开挖稳定性的作用，避免出现严重的安全事故，为水利工程项目的顺利开展，提供可靠的保障。地下水是水利工程项目施工过程中不可避的，影响施工边坡稳定，这就对支护质量提出了更高的要求，一旦边坡支护质量不达标，基坑边坡因长时间受到水流的侵蚀就会出现严重的安全和质量问题，从而引发边坡坍塌以及边坡失稳等一系列安全质量事故，影响项目进度与投资。因此，在进行水利工程施工作业的过程中，必须重视对边坡开挖支护技术的使用，为了能够保障边坡支护施工质量，就需要采取一系列的措施，使水利工程项目的最终建设质量与预期标准要求一致。
2.水利工程建设中的边坡开挖支护施工重点
2.1技术交底
在实际开展工程项目施工作业的过程中，工程技术人员、一线施工人员以及施工现场工艺流程的管理人员都应该参与施工前的技术交底活动，确保他们能够掌握设计意图、施工实施方案以及施工工艺的难点、重点和注意事项，明确施工现场的实际状况，同时，通过及时的交流和沟通便于掌握关键资料，为开展各自的工作提供可靠的参考依据。科学高效的施工技术交底，能够快速根据现场情况编制合理的施工方案设计，并且还能够起到优化设计工程量，简化施工方案的作用，实现对各项施工总体设计方案图纸的高效还原，从而为各项施工作业的顺利开展奠定良好的基础。
2.2测量放线
在开始边坡开挖施工作业之前，为了全面保障测量放线满足水利工程项目的实际建设需要，就要求施工现场的工作人员严格按照设计图纸要求以及相关技术要求对开挖的轮廓实施测量放线工作。在此过程中，施工人员需要对成型后的开挖断面进行测量，以便准确记录相关情况和相关数据。对于一些没有达到工程规范标准和设计要求的部分，需要及时采取相关措施进行处理，为制定支护方案提供准确的基础数据。
2.3开挖施工要点
在对岩石边坡开挖施工的时候，爆破设计非常关键，其不仅决定着开挖工程的质量，同时还影响着开挖施工效率。因此，应该结合设计要求、岩石的岩性以及现场施工的实际情况，在进行全面分析之后采取科学合理的开挖施工措施，然后再计算出相应的试验爆破参数。在试验爆破过程中如果出现某些地方不够合理的现象，就需要及时根据试验情况对爆破设计参数进行调整，确保其最终能够满足规范要求。临界钻爆施工作业的开展，需要严格把控钻孔间距、起爆顺序以及爆破药量，根据实际情况采取针对性的保护措施，尽可能减少爆破对于附近边坡岩石的损坏。
2.4做好支护工作
为了能够提高工程项目边坡的稳定性，保护边坡岩石的完整与不被风化，保证开挖的施工质量与安全，就需要用到浅层支护、深层支护、锚杆支护、钢筋网铺设支护以及混凝土喷射支护等方法来全面保障边坡安全与稳定。为了能够减少空气风雨等自然环境给边坡带来的影响，就需要建设牢固的支撑体系，并且还应该养成良好的后期定期养护习惯。施工人员对边坡支护作业的开展，应该严格按照施工区域的自然环境、地质条件及时调整施工方案，采取科学合理的支护技术来全面保障边坡表面的完整性。
2.5边坡支护的监测
为了能够能使边坡开挖和支护作业顺利开展，就需要采取布置沉降位移观测点、多点位移应力计多种方法对边坡进行定期的监测，发现数据超出规范要求及时采取措施补救，以避免施工中出现因为边坡失稳、变形、坍塌而引发安全质量事故的现象。同时，对支护系统的管理必须由施工单位的相关人员进行，以此来有效落实边坡支护监测工作，及时发现其中存在的问题并且予以解决。
3.实例分析
3.1工程项目简介
某水利工程项目的总库容为6.5×107立方米，水库总长为530m。该项目地处复杂的地质条件中，施工过程中伴随大量的土石方工程，而且岩石风化现象严重，因此，增加了施工难度。地质勘察发现，岩石的性质大多是白云母石英片岩、白云母片岩，而且土方的分布呈现出了分布着大量的岩屑碎石土的现象。实验室结果显示，该山体表面的堆积物都比较松散，岩体上的裂缝大，岩石表面的风化问题严重，结构完整性差，所以，水利工程项目施工作业的开展，需要合理施工支护方法。
水利工程施工中的边坡开挖、支护技术施工顺序如图1所示：
.png)
图1边坡开挖支护施工顺序
3.2土方开挖施工技术
3.2.1施工时期的选择
基于该工程项目的气候条件和所处区域，最理想的土方开挖时间是8～12月份之间，在这一时段当地少雨，气候相对稳定，可以满足水利工程的施工要求。
3.2.2施工期排水
在开展该项施工作业中用到了降排水施工的方法，主要目的是为了能够改善潜水水位以及地下承压水位，然而，就本项目的实际情况而言，基于施工现场中的主要砂砾土以及坡积物，在气候状况正常的前提下，几乎不会对施工作业产生影响。如果出现降水现象，就需要从坝肩的左侧开始，使用人工施工的方法，按照从上到下的顺序，开挖出一条宽度为80厘米，深度为50厘米的排水沟，借助水自流方法将工作面的积水排出，直到连接到坡脚我也知道排水沟，确保积水能够从施工现场顺利流出。
3.2.3开挖施工
在实施开挖施工作业之前，需要先进行施工现场放线工作，该项工作结束之后，严格按照设计线进行分部开挖。施工过程中应该用到分层开挖的模式，将CAT330D液压挖掘机作为主要的施工设备，开挖深度的确定需要严格按照挖掘机的工作能力来评估，并且要将一次开挖的深度大约设置为6m。根据该项目的施工经验可得，需要在原始面的土方上纵向完成70米的开挖工作之后，横断面开挖工作中，边坡的设计应该根据1：0.5的比例进行。并且要在每隔10米的位置设置一个马道。在确定好相关施工参数之后，需要准备好液压挖掘机，根据放线位置，从坡顶逐渐向坡底开展开发工作，在此过程中，要求测量人员分别实施两次放线工作。比如，对于高层位置在135～131米的边坡开挖工作中，可以先使用液压挖掘机在135米的位置挖出一个规格为6米的平台，之后再延这一平台的外边线逐渐向下进行开挖，直到挖到高澄为131米的位置停止。整个施工过程中需要使用水准仪观察高层，经6米外边线，沿着135米的高层横向设置一个规格在3～4 m范围内的马道。在确保马道成型之后，需要使用反铲继续向下开展施工作业，顺着马道外线位置根据1：0.5的规格放坡。
使用以上方法依次开展向下施工作业，最终使边坡成型。该项工作的开展，为了能够避免各个施工设备之间相互影响，就不得在夜间进行施工，并且要清理干净坡脚的残余土料。将所有开挖的涂料都需要直接抛到原始面上，为了能够增加原是面的宽度，为下一环节的施工提供便利，可将其中一部分留在原始面上。另一部分这直接滑到坡脚位置。将这部分土料再平均分成两份，其中一份经过车辆运载之后运送到围堰部位将其用作填筑施工。剩下的一部分则直接运送到废料厂，为了能够提高施工效率，就需要统一对施工现场的车辆进行调配。
3.2.4坡脚开挖施工
完成该项目的坝肩施工作业之后，需要开展坡脚的开挖施工作业，其施工关键步骤如下：（1）确定基本的施工方案。对于施工方案的选择，应该严格按照施工现场的具体要求，在左右开挖面构建环形路线，在此基础上，再设置齿槽斜坡路，并且和右岸路面以及下游路面连接。（2）布置排水设施。于开挖面上设置一条1米宽的排水沟，排水沟的深度应该根据开挖层次来进行调整。通常情况下，每一层的深度需要低于开挖面大约2米。在下游以及上游位置上应该各开挖出一条排水沟，同时，在建筑物的外侧需要设置一个宽度为4米，深度为5米的集水井，用其进行放泵抽水，以便降低现场水位。（3）开挖施工。该项目中土石方的量比较大，而且整个项目必须在规定的时间内完工，存在施工量大、是光光期短的问题，所以，需要使用24小时连续施工作业的方法，每天至少开挖土方量为1600立方米。在该项目中用到了液压反铲机，其容量为1.8立方米，并且在若干辆运输车的配送下来从上游向下游依次开展施工作业。基于施工现场的能力，应该控制该项目的每一层开挖进度大约为4米，为了全面保障施工进度，需要随时用水平仪开展找平工作。施工过程中还需要结合路况，随时用石头等物品填充垫层，为车辆的行驶提供良好的条件。
3.3支护施工方案
3.3.1支护施工的基本思路
边坡支护施工作业的开展，需要严格按照设计图纸的要求，使用平行猫杆、穿插以及混凝土喷注但施工方法，建立完整的支护体系。之后施工作业的开展，应该控制砂浆锚杆支护规格为4米，并且将其分布间距控制在两米乘以两米，在完成交错布置作业之后，需要设置锚杆的拉力为180kN；在进行每一层边坡开挖工作的过程中，需要穿插锚杆以及混凝土喷注施工作业。
3.3.2锚杆支护施工
（1）在布置锚杆的时候，需要以施工图为依据来确定钻孔位置，控制孔位偏差在10毫米左右。对于锚杆孔孔轴的设置，应该基于施工图的布置要求，使加固锚杆的孔轴方向和滑动倾向在相反位置，并且控制滑动面的角度使其超过45度。对于锚杆孔径的选择，应该确保其比锚杆的直径大，并且要用到先注浆后安装锚杆的方法，确保钻杆直径大于锚杆的直径。（2）在锚固锚杆的整个过程中，锚杆的施工作业需要在监督管理人员的监督下进行，在确保清洗完所有的锚杆孔之后再开展注浆作业。整个施工过程中锚杆的支护注浆比例为：水泥和泥的比例是1：0.38~1：0.45，水泥和砂浆的比例是1：1～1：2。在钻孔中完全充满浆液之后就可以插杆，并且要用螺栓进行固定。最后，在砂浆凝固前不得出现拉拔以及碰撞等行为。（3）在该项目中，锚杆支护施工流程如下：1）初喷混凝土。为了能够使岩石面具有相应的维护强度，为锚杆钻孔施工作业的顺利开展提供可靠的依据，就需要封闭开裂的岩石缝隙，避免围岩松动。2）测量定位孔。在技术人员以及钻孔人员的相互配合下，需要用油漆标注定位孔。3）清洁钻孔。钻孔结束之后，需要使用风枪彻底开展钻孔清理工作，并且要在监理人员确定钻孔规格达标之后才能开展下一道施工工序。4）注浆，使用WJMB型砂浆泵开展施工作业，在确定了注浆管已经完全插到孔底之后就可以开展注浆工作。在整个过程中需要根据孔的浆液深度变化逐渐向外抽离注浆管，停止注浆设备之后，需要使用人工施工作业的方法插入锚杆，最后对锚杆孔使用钢锲进行固定。
3.3.3喷射混凝土支护施工
在该项目施工中，混凝土的喷射使用了湿喷工艺，如图2所示为基本流程。
.png)
图2 喷射混凝土施工的基本流程
（1）喷射面准备。在开展混凝土喷射工作之前，需要将表面所有的松动石块彻底清除，在确定表面没有开裂以及崩裂的岩石之后，使用高压冲毛机对表面进行处理，并且根据图纸要求开展支护工作。分层喷射作业的开展，可以先用风水枪清理喷射混凝土表面，确保施工面处于理想状态。（2）混凝土的喷射。在喷射混凝土的过程中，需要用到直径为6毫米的钢筋在施工部位搭建钢筋网，在此过程中，应该控制钢筋网的间距为150毫米乘以150毫米，使用人工施工法，将钢筋网用销钉固定在坡面上。使钢筋顺着岩石表面分布，严格遵循“随弯就弯”的原则，用重锤打击局部位置，直到将其彻底固定。混凝土的喷射需要用到分层施工的方法，在保障施工面干净整洁的前提下开展喷射施工作业。使用PH-30混凝土喷射机，在人工的配合下遵循从上到下的施工方法开展施工作业。如果在60分钟内所有的湿拌混凝土没有用完，并且喷射后的混凝土没有出现坠落以及滑移的现象，就需要控制喷射厚度为5厘米，并且要在终凝之前进行第二次喷射。如果喷射时间超出了60分钟，就需要先用高压风水枪将表面的杂物清理干净。（3）养护。该项工作需要在混凝土终凝之后的两小时内进行，使用喷水养护的方法，保持混凝土支护层表面的养护时间大于14天。在对所有新喷混凝土表面实施养护工作的过程中，严禁其遭受雨淋。
4.水利水电工程中边坡开挖支护技术的优化对策
4.1合理制定边坡开挖方案
在施工过程中，由于会遇到各种不可预估的突发状况，所以，需要施工人员具备较高的综合水平，除了要具备专业的技术水平之外，同时还应该拥有丰富的施工经验，以便灵活应对施工中遇到的问题。比如，岩质边坡开挖施工作业的开展，需要设计人员结合实际情况灵活运用爆破技术。钻爆作业的实施，要求施工人员提前掌握岩层的周围环境，一旦遇到地下水位上涨以及环境突变等状况，需要具备相应的应变能力，以便及时对挖掘作业参数进行调整，从而全面提高工程项目的施工质量，推动施工作业的顺利开展。除此之外，施工单位在工程实践中，需要确定施工目标，通过进行岗前培训确保每一位施工人员都了解工程项目，只有这样才能够保障施工方向的统一性，最终得到良好的施工效果。
4.2保证边坡开挖的科学性与规范性
如果勘测得知地质条件理想，就会降低后续开挖工作的难度。而如果地质条件复杂，就需要采取有效的方法进行处理，并且要提升开挖工艺水平。开挖技术的使用，需要对岩石的性质以及土壤中的含水量进行精准测量，在开挖边坡土质比较硬的情况下，为了保障地基的稳定性，就需要用到支护的方法。如果开挖区域的土质相对较软，就应该严格遵循相关操作步骤以及施工工艺的要求，并且采取针对性的措施进行处理。
4.3完善仪器检测技术
在水利工程施工中，为了能够是边坡支护时光作业顺利开展，提高施工质量，就要求技术人员有效落实施工环境中水流情况的动态监测工作，为后续工程项目的顺利实施奠定良好的基础。同时，技术人员还应该明确测量仪器设备的重要作用，采取合理有效的方法，最大限度保障检测数据的正确性和合理性。
4.4注重钻爆的科学设计
面对水利工程施工中存在于前期爆破阶段的问题，需要施工单位高度重视，并且要用到科学合理的方法开展钻爆设计工作。这就要求设计人员应该结合基坑的岩性展开全面分析，明确爆破参数，选择最优的施工方案，使岩石的边坡能够满足设计要求，以免其周边岩体受损。
4.5提高施工人员综合素质
在水利工程施工中，为了能够最大限度保障边坡开挖支护技术的使用效果，就需要施工单位高度重视该项技术的运用，并且要做好前期准备工作，同时，施工人员也应该强化自身的专业素质。施工单位不仅要注重对施工人员综合素质的提升之外，同时还应该强化自身的管理意识，建立完善的施工准则。此外，需要有效落实施工机械设备的养护维修工作，将边坡开挖支护技术的价值充分发挥出来，这样一来才能够从真正意义上提高整个工程项目的建设质量。
结语
总而言之，社会经济的快速发展推动了各个行业的发展，我国水利工程事业的发展也不例外。但是，在水利工程事业发展的过程中仍然存在着一些问题，因此，为了能够强化水利工程对社会经济发展的作用，就需要合理使用水利工程边坡支护技术，提高水利工程建设质量，为水利工程的健康发展提供不竭的动力。
参考文献：
[1]张静.水利施工过程中边坡开挖支护技术探析[J].工程建设与设计，2019，(12):217-218.
[2]段显眉，刘派.水利施工中边坡开挖支护技术的应用技术初探[J].数码世界，2018，(11):284-285.
[3]杨亮.水利工程施工边坡开挖支护技术[J].河南水利与南水北调，2018，47(09):53-54.
[4]武建坤.试论水利施工中边坡开挖支护技术的有效应用[J].农业科技与信息，2018，(16):121-122.
[5]蔡汝春.边坡开挖支护技术的水利施工探究[J].民营科技，2018，(09):117.
[6]赵广宇.水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用分析[J].现代物业(中旬刊)，2018，(08):241.
[7]阮丁丁.水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用[J].河南建材，2018，(04):94-95.
[8]沈远利，冯乃义.水利水电施工过程中边坡开挖支护技术分析[J].绿色环保建材，2018，(06):220.
[9]吴志友.水利水电施工过程中边坡开挖支护技术探析[J].工程技术研究，2017，(09):59-60.